聚合物吸水性树脂SAP颗粒
高吸水性树脂是一种具有亲水基团和交联结构的大分子，最早由Fanta等人通过将淀粉接枝到聚丙烯腈上，皂化制得。按原料分，有淀粉系列(接枝、羧甲基等。)、纤维素系列(羧甲基、接枝等。)和合成高分子系列(聚丙烯酸系列、聚乙烯醇系列、聚氧乙烯系列等。).与淀粉体系和纤维素体系相比，聚丙烯酸高吸水性树脂具有生产成本低、工艺简单、生产效率高、吸水能力强、产品保质期长等一系列优点，成为目前该领域的研究热点。目前世界上高吸水性树脂的生产中，聚丙烯酸占80%。
高吸水性树脂一般是含有亲水基团和交联结构的聚合物电解质。吸水前，聚合物链相互缠绕，交联成网络结构，从而实现整体紧固。当与水接触时，水分子通过毛细作用和扩散渗透到树脂中，链上的离子化基团在水中离子化。由于链上相同离子之间的静电排斥，聚合物链会拉伸和膨胀。由于电中性的要求，抗衡离子无法向树脂外迁移，树脂内外溶液的离子浓度差形成反向渗透压。水在反向渗透压的作用下进一步进入树脂，形成水凝胶。
同时树脂本身的交联网络结构和氢键限制了凝胶的无限膨胀。
当水中含有少量盐时，反向渗透压降低，同时由于抗衡离子的屏蔽作用，聚合物链收缩，导致树脂的吸水能力大大下降。一般高吸水树脂在0.9% NaCl溶液中的吸水量在去离子水中只有1/10左右。
吸水和保水是同一个问题的两个方面，林润雄等人在热力学中已经讨论过。在一定的温度和压力下，高吸水性树脂可以自发吸水，水进入树脂，降低整个体系的自由焓，直至达到平衡。如果水从树脂中逸出，自由焓增加，不利于体系的稳定性。差热分析表明，高吸水树脂吸收的水在150℃以上仍有50%被封闭在凝胶网络中，因此，即使在室温下施加压力，水也不会从高吸水树脂中逸出，这是由高吸水树脂的热力学性质决定的。[1]
超级吸收聚合物是在20世纪60年代后期开发的。1961年，美国农业部北方研究所首次将淀粉接枝到丙烯腈上，制成了一种优于传统吸水材料的HSPAN淀粉丙烯腈接枝聚合物。1978年，日本三洋化学株式会社率先在一次性纸尿裤中使用高吸水性聚合物，引起了世界各国科学家的极大关注。20世纪70年代末，美国UCC公司提出通过辐射处理交联各种氧化烯烃聚合物，合成非离子型高吸水性聚合物，吸水量达到2000倍，从而为合成非离子型高吸水性聚合物打开了大门。在1983中，日本的Sanyo Chemical Company使用丙烯酸钾在二烯化合物如甲基双丙烯酰胺的存在下聚合以制备高吸水性聚合物。之后，公司不断将改性聚丙烯酸和聚丙烯酰胺结合制成各种高吸水性聚合物体系。上世纪末，世界各国科学家相继研制出高吸水性聚合物，使其在世界范围内迅速发展。目前已形成日本催化剂、三洋化学公司、德国斯托克豪森公司三大生产集团。他们控制着当今世界70%的市场，他们以技术合作的方式在国际上联合运作，垄断了高吸水性聚合物在世界各国的销售权。
高吸水性树脂用途广泛，具有非常广阔的应用前景。目前其主要用途仍是卫生用品，约占总市场的70%。聚丙烯酸钠高吸水性树脂因其高吸水量和优异的保水性能而被广泛应用于农林业。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸钠，可以提高部分豆类的发芽率和豆苗的抗旱性，增强土壤的透气性。此外，高吸水性树脂具有亲水性、优异的防雾性和抗结露性，可作为一种新型包装材料。由高吸水性聚合物制成的包装膜能有效地保持食物的新鲜度。在化妆品中加入少量的高吸水性聚合物，还能增加其乳液粘度，是一种理想的增稠剂。该高吸水性聚合物只能吸水，不能吸油或有机溶剂，在工业上可用作脱水剂。
高吸水性聚合物因其无毒、对人体无刺激、无副作用、不凝血，近年来在医学上得到广泛应用。比如用于含水量大、使用舒适的外用药膏；生产医用绷带和棉球，可以吸收手术和创伤的出血和分泌物，防止化脓；制造抗感染的人造皮肤，让湿气和药物通过，但微生物不能。
随着科学技术的发展，环境保护越来越受到重视。如果将高吸水性树脂放入一个可以溶解在污水中的袋子中，将袋子浸入污水中，当袋子溶解时，高吸水性树脂可以迅速吸收液体并固化污水。
在电子工业中，高吸水性聚合物还可用作湿度传感器、湿度测量传感器和漏水检测器。高吸水性聚合物可用作重金属离子吸附剂和吸油材料。
总之，高吸水性树脂是一种用途广泛的高分子材料，开发高吸水性树脂具有很大的市场潜力。在今年我国北方大部分地区干旱少雨的情况下，如何进一步推广使用高吸水性树脂是农林科技工作者的一项紧迫任务。在实施西部大开发战略和改良土壤的过程中，大力开发和应用高吸水性树脂的各种实用功能，具有现实的社会效益和潜在的经济效益。